排空气法也是收集气体的一种方法。排空气法是用于不与空气中成分反应的气体、密度与空气比较悬殊的气体(如H2、CO2)
向上排空气法用于气体密度比空气大
向下排空气法用于气体密度比空气小 注意的是,需要将
出气管或
进气管插于瓶内底部,排空气法不适合于有毒有害气体。(如
二氧化硫) 下面的图片也很重要
向上排空气法(
相对分子质量大于空气的,即>29) 可以制氧气
二氧化碳 向下排空气法(相对分子质量小于空气,即<29)
本文通过对一次性注射器的简单加工,经过多次实验的对比,选择合适的指示剂,使得用排空气法收集有害气体时不容易泄漏,装置微型化,符合
绿色化学的新理念。
中学化学教材重点介绍的14种常见气体中有7种
有害气体(SO2、NO2等 注:
co2不是有害气体)只能用排空气法进行收集,而传统的排空气法是敞口的,容易造成泄漏。虽然这类实验都要求在通风橱里进行,但很多偏远地区的中学往往无专门的实验室,对当地中学教师在此类
实验教学中造成了极大的不便。
为此,我们利用人们熟悉的医用注射器对排空气法的收集装置进行改进。注射器具有密封性好,有上下可移动的活塞,能经受较高的温度,耐腐蚀等优特点。我们利用这些特性,将注射器运用到排空气法收集气体的装置上,有效地防止了有害气体的泄漏,减少了大气污染。
用烧红的
铁钉在注射器的上方钻一小孔,用
锉刀将小孔的周边锉平,使注射器的活塞上下移动不受影响。
本装置适用于一切排空气法收集气体的实验。实验开始前,必须根据气体的性质找到合适的
指示剂,可以是湿润的试纸或者沾某种指示溶液的棉花团(棉花团必须尽量拧干),有时气体自身的颜色也可以作为一种指示剂。
实验时,待收集的气体通过长导管进入集气瓶中,空气会通过短导管进入注射器,
指示剂不变色,之后从注射器上的排气孔排出。
当待收集的气体充满整个集气瓶而进入注射器时,
指示剂会变色,这时只要把注射器的活塞向下移到小孔以下,整个装置便变为
密封装置,防止了气体的泄漏。
针对在中学化学教材中重点介绍的14种常见气体中有7种
有害气体必须通过排空气法进行收集,我们利用该装置对这7种气体进行了收集并根据每种气体的性质采用不同的
指示剂进行实验对比,分别找出适合这7种气体的指示剂。
P.S:在做实验室要注意有害气体的尾气处理,一半有尾气点燃,通入Ca(
OH)2等,HCL(
氯化氢)可通入水中得到
盐酸,盐酸可在利用。
常用检验
二氧化碳的方法:能使燃着的木条熄灭或能使澄清
石灰水变浑浊。但这两种方法的本文的装置中用不上。所以实验时,我们根据CO2的酸性选用
蓝色石蕊试纸做
指示剂。蓝色石蕊试纸由蓝变红现象很明显,可以作为CO2收集的指示剂。
常用检验硫化氢的方法比较多,实验时,我们只选用了CuSO4溶液,
高锰酸钾溶液,
蓝色石蕊试纸三种指示剂,所得结果如表1所示:
实验结论:CuSO4溶液和
蓝色石蕊试纸均可作为H2S收集的
指示剂,而
高锰酸钾由于颜色的很深,在褪色的时候有一个渐变的过程,不能很好的判断,所以不能作为H2S收集指示剂。
实验结论:虽然氯气本身具有黄绿色,但在浓度很稀的时候不容易被察觉,不能作为收集氯气时的指示剂。而氯气溶于水后可以使有色物质褪色,而且褪色的效果很好,速度快,很明显,颜色越深越容易看出。所以,本实验选用的其它三种指示剂均可作为收集氯气时的指示剂。
适合本装置用来检验氯化氢的
指示剂并不多,实验时只选用了
蓝色石蕊试纸作为指示剂,由蓝变红的现象很明显,可以作为实验时的指示剂。
实验结论:
氨气的
溶解度很大,所以作用在此类实验的指示剂上,效果十分明显,以上提供的两种均可作为实验收集时的指示剂。
一次性注射器在生活中很容易找到,如果能够巧妙的运用,完全可以成为中学化学实验课堂上理想的教具。本文就是通过对一次性注射器的
简单加工,设计了一套适用于中学化学排空气法收集气体的装置,而且利用该装置对中学化学实验中7种只能用排空气法收集的有害气体做了
实验研究,分别为每种气体找到了一种以上合适的指示剂。指示剂所选材料也是中学
化学实验室常见的药品,能够为中学教师提供一个很好的参考。